La venerazione per S. Martino di Tours, il santo vissuto nel IV secolo che divise il proprio mantello con il povero, a Belluno ha radici profonde: si dice che risalga al VI secolo e che sia stata avviata dal vescovo Felice II (a cui è attribuita anche la costruzione della cattedrale dedicata, appunto, a S. Martino).
La Cattedrale, oltrepassati i secoli bui e il Medioevo, fu ricostruita a partire dal 1517 su progetto di Tullio Lombardo. Riconsacrata nel 1878 dopo una serie di restauri, venne elevata alla dignità di Basilica Minore da Giovanni Paolo II nel 1980.
Il Duomo, noto per il campanile opera di Filippo Juvarra, custodisce dipinti di illustri pittori quali di Cesare Vecellio, Palma il Giovane, Jacopo Bassano, Giovanni France e tele provenienti dal Complesso dei Gesuiti (altra apertura delle Giornate di Autunno 2018).